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- 2021-07-05 发布
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仙游一中2018-2019学年度上学期期中考
高二化学试题
相对原子质量: C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cu 64 Ag108
第I卷(选择题共40分)
一、选择题(本题包括20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列古诗中对应的化学物质及相关说法均正确的是
选项
诗句
相关物质
相关说法
A
春蚕到死丝方尽
纤维素
高分子化合物
B
蜡炬成灰泪始干
脂肪烃
饱和烃
C
沧海月明珠有泪
碳酸钙
弱电解质
D
蓝田日暖玉生烟
二氧化硅
两性氧化物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.蚕丝为蛋白质,不是纤维素,故A错误;B.“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于脂肪烃,属于饱和烃,故B正确;C.碳酸钙熔融状态下能够完全电离,是强电解质,故C错误;D.二氧化硅不能与盐酸反应,不是两性氧化物,故D错误;故选B。
2.下列变化中属于原电池反应的是
A. 马口铁(镀 Sn 铁)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
B. 在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜
C. 红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层
D. 在铁与稀 H2SO4 反应时,加几滴 CuSO4 溶液,可加快 H2 的产生
【答案】D
【解析】
【分析】
属于原电池反应,说明符合原电池的构成条件,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应。
【详解】A.铁、锡和电解质溶液符合原电池构成条件,则形成原电池,铁易失电子作负极,锡作正极,铁不能被保护,故A错误;
B.铝在空气中,极易和氧气反应生成氧化物薄膜,该反应中没有两个活泼性不同的电极,不能构成原电池,所以发生的不是原电池反应,故B错误;
C.红热的铁丝和水直接反应生成黑色的四氧化三铁和氢气,不符合原电池构成条件,属于化学腐蚀,故C错误;
D、在铁与稀 H2SO4 反应时,加几滴 CuSO4 溶液,铁与CuSO4 反应生成少量铜,铜、铁、硫酸形成原电池,可加快 H2 的产生,故D正确。
故选D。
3.下列关于能量变化的说法正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B. 化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
【答案】D
【解析】
试题分析:A、水和冰相比较,冰的能量低,A错误;B、发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热量的变化,还可以变现为光能,B错误;ΔH>0反应吸热,所以石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定,C错误;D、化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,D正确。答案选D。
考点:考查化学反应的特征和物质的能量比较。
4.在电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用( )
A. NaOH B. HC1 C. NaCl D. CuSO4
【答案】A
【解析】
试题分析:目的是电解水得到氢气和氧气,A、加入NaOH,实际上电解的还是水,并且NaOH是电解质,增强导电性,正确;B、加入HC1,Cl-
先要放电,得不到氧气,错误;C、加入NaCl,Cl-先要放电,得不到氧气,错误;D、加入CuSO4,阳离子中Cu2+先放电,得不到氢气,错误。
考点:考查电解池相关知识。
5. 为了研究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验,你认为不正确的是
A. 100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B. 将相同大小、形状的铝条与稀硫酸和浓硫酸反应时,稀硫酸产生氢气快
C. 将氢气和氯气的混合气体分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照下有氯化氢生成
D. 两支试管中分别加入相同浓度相同体积的双氧水,其中一支试管再加入少量二氧化锰,产生氧气的快慢不同
【答案】A
【解析】
试题分析:A、加入适量的氯化钠溶液,对盐酸溶液进行稀释,盐酸的浓度减小,,反应速率变慢,故说法错误;B、铝和稀硫酸反应产生氢气,而和浓硫酸发生钝化,故说法正确;C、验证光照对反应的影响,故说法正确;D、MnO2作催化剂,作对比实验,故说法正确。
考点:考查影响反应速率的因素等知识。
6.对于可逆反应A(g)+3B(s) C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是
A. v(A)=2 mol·L-1·min-1 B. v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C. v(C)=0.1 mol·L-1·s-1 D. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】
【详解】在单位相同的条件下,将不同物质的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率,其数值越大,化学反应速率越快,将这几种物质都转化为A物质。A.v(A)=2 mol•L-1•min-1;B.B是固体,不适用于化学反应速率的表示;C.v(C)=v(A)=0.1 mol•L-1•s-1=6mol•L-1•min-1;D.v(D)=0.4 mol•L-1•min-1,则v(A)= v(D)=×0.4 mol•L-1•min-1=0.2 mol•L-1•min-1;通过以上分析知,化学反应速率最快的是C,故选C。
【点睛】本题考查化学反应速率大小比较,注意:比较化学反应速率时一定要统一单位,否则无法比较。本题的易错点为B,要注意B为固体。
7.反应 A+B→C(△H>0)分两步进行 :①A+B→X (△H<0),②X→C(△H>0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】
根据“反应物的总能量、生成物的总能量与ΔH的关系”分析。
【详解】第①步的ΔH<0,A和B的总能量>X的总能量;第②步的ΔH>0,X的总能量0,A和B的总能量0,则在任何条件下均能自发进行,故B说法正确;
C.因为H2O(g)所具有能量较H2O(l)高,则反应H2(g)+O2(g)===H2O(g)放出的热量较少,ΔH4>ΔH3,故C说法错误;
D.由盖斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-320 kJ·mol-1,故D说法正确;
答案选C。
16.用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,装置如图,下列说法中正确的是
A. 电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动
B. 阳极发生的反应为:2Cu -2e- +2OH- = Cu2O+H2O
C. 阴极OH-放电,有O2生成
D. Ti电极和Cu电极生成物物质的量之比为2∶1
【答案】B
【解析】
【分析】
根据装置图和电解总反应分析,Cu极为阳极,Cu极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;Ti极为阴极,Ti极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;电解池中阴离子通过阴离子交换膜向阳极移动;据此分析作答。
【详解】Cu极与外加电源的正极相连,Cu极为阳极,Ti极与外加电源的负极相连,Ti极为阴极;
A项,电解时阴离子向阳极移动,OH-通过阴离子交换膜向Cu极移动,A项错误;
B项,Cu极为阳极,阳极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,B项正确;
C项,Ti极为阴极,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极有H2生成,C项错误;
D项,根据电极反应式和阴、阳极得失电子相等,Ti极生成的H2和Cu极生成的Cu2O物质的量之比为1:1,D项错误;
答案选B。
17.咖啡酸具有止血功效,存在于多种中药中,其结构简式如图:
下列说法不正确的是
A. 咖啡酸可以发生取代、加成、氧化、酯化、加聚反应
B. 1mol咖啡酸最多能与4molH2反应
C. 咖啡酸分子中所有原子可能共面
D. 蜂胶的分子式为C17H16O4,在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种一元醇A,则醇A的分子式为C8H12O
【答案】D
【解析】
A、含有的官能团是酚羟基、碳碳双键、羧基,咖啡酸能发生取代、加成、氧化、酯化、加聚反应,故A说法正确;B、1mol咖啡酸中含有1mol苯环和1mol碳碳双键,因此1mol咖啡酸最多能与4molH2反应,故B说法正确;C、苯空间构型为正六边形,乙烯为平面形,羧基中C为sp2杂化,因此此有机物中所有原子可能共面,故C说法正确;D、根据:C17H16O4+H2O→C9H8O4+一元醇,根据原子守恒,推出一元醇的分子式为C8H10O,故D说法错误。
18.反应mX(g) +nY(g) pZ(g) 在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,产物Z的物质的量(nZ)与反应时间的关系如图所示。下述判断正确的是
A. T1P2
B. T1P2,选项A错误;B. T1>T2,m+n>p,选项B错误;C. m+n>p ,正反应放热,选项C正确;D. P1>P2,正反应放热,选项D错误。答案选C。
【点睛】本题考查了温度、压强对化学平衡的影响,根据“先拐先平数值大”确定温度、压强的相对大小,再结合温度、压强与生成物Z物质的量的变化确定反应热及气体的计量数变化,难度中等。
19.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3CO2+4Na2 Na2CO3+C,下列说法错误的是
A. 放电时, ClO4-向负极移动
B. 充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C. 放电时,正极反应为:3CO2+4e− 2CO32-+C
D. 充电时,阳极反应为:Na+ + e−Na
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据方程式:3CO2+4Na2 Na2CO3+C可以得出二氧化碳做氧化剂,钠做还原剂,金属钠做负极而碳纳米管的镍网做正极,电子从负极流向正极,电解质溶液中阴离子(ClO4-)
从正极流向负极,A正确;
B. 根据方程式:3CO2+4Na2Na2CO3+C可知,放电时吸收二氧化碳,则充电时放出二氧化碳,B正确;
C.放电时,CO2在正极发生还原反应为:3CO2+4e− 2CO32-+C,C正确;
D.充电时,C在阳极发生氧化反应,电极反应为:C-4e− +2CO32-3CO2,D错误;
综上所述,本题选D。
【点睛】原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极,电子由负极经外电路流向正极,电子不能从电解质中通过;电解池工作时溶液中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,电子由负极经外电路流向阴极,再由阳极流回到正极。
20.某恒定温度下,在一个2 L的密闭容器中充入A气体、B气体,其浓度分别为2 mol/L,1 mol/L,且发生如下反应:3A(g)+2B(g)⇌4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D状态未确定;反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后压强比为5:4,则下列说法中正确的是
①该反应的化学平衡表达式为:K=c4(C)·c2(D)/[c3(A)·c2(B)]
②此时B的转化率为35%
③增大该体系压强,平衡向右移动,但化学平衡常数不变.
④增加C的量,A、B转化率不变
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】反应一段时间后达到平衡,测得反应前后压强比为5:4,故反应后气体体积减小,故C、D至少一种不为气体;在一个2L的密闭容器中充入A气体,B气体,测得其浓度为2mol/L和1mol/L;则A气体,B气体的物质的量分别为2mol/L×2L=4mol,1mol/L×2L=2mol,则反应前气体总的物质的量为4mol+2mol=6mol;测得反应前后压强比为5:4,故平衡时气体总的物质的量为6mol×4/5=4.8mol;生成1.6molC,则生成D的物质的量为1.6×2/4=0.8mol,反应的B的物质的量为1.6×2/4=0.8mol,反应A的物质的量为1.6×3/4=1.2mol,则平衡时,A、B、C、D的物质的量分别为4mol-1.2mol=2.8mol、2mol-0.8mol=1.2mol、1.6mol、0.8mol,平衡时气体总的物质的量为6mol×=4.8mol,故D为气体,C不为气体.①C不为气体,故C不能出现在平衡常数的表达式中,故①错误;②反应的B的物质的量为0.8mol,故
B的平衡转化率为×100%=40%,故②错误;③反应后气体体积减小,故增大该体系压强,平衡向右移动;平衡常数与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,故③正确;④C不为气体,故增加C的量,平衡不移动,故A、B转化率不变,故④正确;故说法中正确的是③④,答案选C。
第II卷(非选择题共60分)
二、填空题
21.(1)某有机物由C、H、O三种元素组成,球棍模型如图所示:
①含有的官能团名称是_______;
②写出此有机物与金属钠反应的化学方程式_______。
(2)四种常见有机物分子的比例模型示意图如下,其中甲、乙、丙为烃,丁为烃的衍生物。
①可以鉴别甲和乙的试剂为_________;
a.稀硫酸 b.溴的四氯化碳溶液 c.水 d.酸性高锰酸钾溶液
②上述物质中有毒、有特殊气味,且不溶于水、密度比水小的是_________(填名称),
③乙和丁的物质的量共1.5mol,完全燃烧需要的氧气的物质的量是_______。
【答案】 (1). 碳碳双键和羧基 (2). 2CH2=CH-COOH+2Na→2CH2=CH- COONa+H2↑ (3). bd (4). 苯 (5). 4.5mol
【解析】
【分析】
(1)根据价键规律和球棍模型,写出有机物的结构简式CH2=CHCOOH,据此写出其所含官能团名称;该有机物含有羧基,能够与钠反应放出氢气,据此写出方程式;
(2)甲、乙、丙为烃类,丁为烃的衍生物,据比例模型可知四种有机物:
甲为甲烷、乙为乙烯、丙为苯、丁为乙醇;据以上物质的相关性质进行分析解答。
【详解】(1)①根据价键规律和球棍模型,该有机物的结构简式为:CH2=CHCOOH,含有的官能团为碳碳双键和羧基;综上所述,本题答案是:碳碳双键和羧基。
②CH2=CHCOOH与钠反应生成羧酸盐和氢气,化学方程式为:2CH2=CH-COOH+2Na→2CH2=CH-COONa+H2↑;综上所述,本题答案是:2CH2=CH-COOH+2Na→2CH2=CH-COONa+H2↑。
(2)由比例模型可知甲为甲烷、乙为乙烯、丙为苯、丁为乙醇;
①a项,甲烷和乙烯都不与稀硫酸反应,也不溶于水,无法鉴别,故不选a项;
b项,乙烯能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,使其褪色,甲烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故可以鉴别,故选b项;
c项,甲烷和乙烯都不溶于水,故无法鉴别,故不选c项;
d项,乙烯有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故选d项;
综上所述,本题选bd。
②有毒、有特殊气味,且不溶于水、密度比水小的有机物为苯,苯为良好的有机溶剂;综上所述,本题答案是:苯。
③乙为乙烯、丁为乙醇,1.5mol乙烯完全燃烧需要氧气的物质的量是1.5×(2+4/4)=4.5mol;1.5mol乙醇完全燃烧需要的氧气的物质的量是1.5×(2+6/4-1/2)=4.5mol;所以1.5mol乙烯和乙醇的混合物,完全燃烧需要的氧气的物质的量是4.5mol;综上所述,本题答案是:4.5mol。
22.Ⅰ. (1)下列条件的改变能增大活化分子百分数的是_____________。
A.增大压强 B.增大反应物的浓度
C.升高温度 D.使用催化剂
(2)破坏(或形成)1 mol化学键所吸收(或放出)的能量称为键能。已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P-P 198、Cl-Cl 243、P-Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热△H=__________kJ·mol-1。
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)图中C表示___________,E表示______________;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点降低,理由是____________ ;
(2)图中△H=_________kJ·mol-1。
【答案】 (1). CD (2). -1326 (3). 生成物总能量 (4). 反应的活化能 (5). 催化剂能改变反应的历程(或过程或路径),降低反应所需要的能量 (6). -198
【解析】
试题分析:本题考查反应热的计算,化学反应中能量变化的图像分析。
I.(1)升高温度、使用催化剂能增大活化分子百分数;增大压强、增大反应物的浓度能增大单位体积内分子总数,不能增大活化分子百分数;答案选CD。
(2)由白磷的分子结构知1mol白磷分子中含6molP-P键,反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=6E(P-P)+6E(Cl-Cl)-12E(P-Cl)=6198kJ/mol+6243kJ/mol-12331kJ/mol=-1326kJ/mol。
II.(1)根据图示知,图中C表示生成物总能量,E表示反应的活化能;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点降低,理由是催化剂能改变反应的历程,催化剂能降低反应的活化能。
(2)1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99 kJ·mol-1,则2mol SO2(g)氧化为2mol
SO3(g)的△H=-198kJ·mol-1,图中△H=-198kJ·mol-1。
23.(1)利用反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计成如图所示原电池,回答下列问题:
①写出电极反应式:正极__________________________ ;
②图中X溶液是_______________,
③原电池工作时,盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)如图是一个化学过程的示意图。
①甲池中OH-移向__________极(填“CH3OH”或“O2”)。
②写出通入CH3OH的电极的电极反应式_______________。
③乙池中总反应的离子方程式___________________。
④当乙池中B(A g)极的质量增加5.40g,若此时乙池中溶液的体积为500ml,则溶液的C(H+)是___________;此时丙池某电极析出1.60g某金属,则丙中的某盐溶液可能是______________(填序号)。A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.AgNO3
【答案】 (1). Fe3++e-=Fe2+ (2). FeCl3 (3). 阳 (4). CH3OH (5). CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O (6). 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ (7). 0.1mol·L-1 (8). BD
【解析】
【详解】(1) ①反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2中,铜失电子发生氧化反应,Fe3+得电子发生还原反应,原电池中正极发生还原反应,碳做正极,发生的还原反应为:Fe3++e-=Fe2+;综上所述,本题答案是:Fe3++e-=Fe2+。
②石墨是正极,正极极反应为:Fe3++e-=Fe2+,所以图中X溶液是FeCl3 溶液;综上所述,本题答案是:FeCl3 。
③原电池工作时,阳离子移向正极,石墨是正极,所以盐桥中的阳离子向X溶液方向移动;综上所述,本题答案是:阳。
(2) ①燃料电池中,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,原电池放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,即向投放甲醇的电极移动;综上所述,本题答案是:CH3OH。
②该燃料电池中,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为: CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;因此,本题正确答案是:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。
③电解硝酸银溶液时,银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子,离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ ;综上所述,本题答案是:4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+。
④当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g 时,设氢离子浓度为xmol/L,4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+,根据反应关系:4Ag---4H+,432:4=5.4:0.5x,计算得出: x=0.1,所以溶液的c(H+)=0.1mol·L-1;阴极上析出金属,则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后,根据串联电池中转移电子数相等知,丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数,据此确定含有的金属元素,析出5.40g 时转移电子是0.05mol;此时丙池某电极析出1.60g某金属,则丙中的某盐溶液可能是:
A、硫酸镁中镁元素处于H元素前,所以阴极上不析出金属单质,故错误;
B、电解硫酸铜溶液时,阴极上析出1.6g铜需要转移电子0.05mol,故正确;
C、NaCl中钠元素处于氢元素前,所以阴极上不析出金属单质,故错误;
D、电解硝酸银溶液时,阴极上析出1.6g 银需要转移电子0.0148mol<0.05mol,故正确;
因此,本题选:BD。
综上所述,本题答案是:0.1mol·L-1;BD。
24. 某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 ;
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化 表示的平均反应速率为v(Z)= ;
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 (填增大、减小或不变);混合气体密度比起始时 (填增大、减小或不变)。
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n (X) =" n" (Y) =" n" (Z),则原混合气体中a : b = 。
(5)下列措施能加快反应速率的是 。
A.恒压时充入He
B.恒容时充入He
C.恒容时充入X
D.及时分离出Z
E.升高温度
F.选择高效的催化剂
(6)下列说法正确的是 。
A.升高温度改变化学反应的限度
B.已知正反应是吸热反应,升高温度平衡向右移动,正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.化学反应的限度与时间长短无关 D.化学反应的限度是不可能改变的
E. 增大Y的浓度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
【答案】(1)3X+Y2Z (2)0.05mol·L-1·min-1 (3)增大 不变
(4)5:3 (5)CEF (6)AC
【解析】
试题分析:(1) 由图像可知,X、Y随着时间的推移物质的量不断减少,X、Y为反应物,Z随着时间的推移物质的量不断增加,Z为生成物。平衡时由各物质转化的物质的量:X为0.3 mol,Y为0.1mol,Z为0.2mol可知化学方程式中各物质的化学计量数之比为3∶1∶2,则化学方程式为3X+Y2Z。
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=0.2mol÷(2min×2L)=0.05mol·L-1·min-1 。
(3)根据M=m÷n,在恒容、密闭容器中,混合气体的质量不变,随着反应的进行n值变小,则2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大。由于反应前气体的质量和容器容积均不变,则混合气体密度不变。
(4)根据上述分析可知
3X+Y2Z
起始量(mol) a b 0
变化量(mol) 3n n 2n
平衡量(mol) a-3n b-n 2n
根据题意:b-n=2n,b=3n,a-3n=2n,a=5n,解得a:b=5:3。
(5)A.恒压时充入He,导致气体体积增大,各物质的浓度降低,化学反应速率减慢,B.恒容时充入He,各物质的浓度不变,化学反应速率不变,C.恒容时充入X,导致反应物浓度增大,化学反应速率加快,D.及时分离出Z,导致生成物浓度降低,化学反应速率减慢;E.升高温度能加快化学反应速率,F.选择高效的催化剂能加快化学反应速率,答案选CEF。
(6)A.任何化学反应都有热效应,升高温度,平衡发生移动,所以升温能改变化学反应限度,A正确;B.升高温度,能加快正逆反应速率,只是增加的幅度不同,B错误;C.化学反应的限度与时间长短无关,C正确;D.改变外界条件,例如升高温度,平衡发生移动,所以化学反应的限度是可以改变的,D错误;E.增大Y的浓度,正反应速率加快,逆反应速率也加快,E错误;答案选AC。
考点:考查化学方程式的确定,化学反应速率的计算,影响化学反应速率和化学平衡的因素等知识。
25.合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
(1)向合成塔中按物质的量之比l:4充入N2、H2进行氨的合成,图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①图A中氨气的体积分数为15%时,H2的转化率为_______。
②图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是_______(填“a”或“b”)。
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0,一定温度下,在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表:
①分析表中数据,判断5 min时反应是否处于平衡状态?_____(填“是”或“否”)。
②该温度下,上述反应的平衡常数K=_____________________。
③反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是____________(填字母)。
a.减少CH4的物质的量 b.降低温度 c.升高温度 d.充入H2
④下列方法中可以证明上述反应已达平衡状态的是___________。
a.单位时间内生成3n mol H2的同时生成n mol CO
b.容器内压强不再变化
c.混合气体密度不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.CH4的质量分数不再变化
⑤已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式
lgK
700K
900K
1200K
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
-2.64
-0.39
1.58
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)
-1.67
-0.03
1.44
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)=_______。
(3)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g),在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表:
压强p/Pa
2×105
5×105
1×106
c(A)/mol•L-1
0.08
0.20
0.44
①当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡______移动(填“正向、逆向或不”)。
②当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式为______________。
【答案】 (1). 24.5% (2). b (3). 是 (4). 0.0675 (5). d (6). bde (7). 0.36 (8). 不 (9).
【解析】
(1)①设N2的转化率为x,
N2 +3H2 2NH3
初始:1 4 0
变化:x 3x 2x
平衡:1-x 4-3x 2x
氨气的体积分数为15.00%时,则×100%=15%,解得x=0.33,所以氢气的转化率=×100%≈24.5%;
②对于反应 N2+3H22NH3,△H<0,当温度降低时,化学平衡向放热反应方向移动,即正反应移动,所以氨气的体积分数增大,对应的曲线是b;
(2)①5min时H2O的变化物质的量为1.00mol-0.8mol=0.2mol,此时生成的CO的物质的是量为0.2mol,和7min时CO的物质的量相等,则根据CO和H2的物质的量的变化情况可以判断,5〜7min之间反应是处于平衡状态,所以5min时反应是处于平衡状态;
②该温度下,
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始浓度为(mol/L) 0.2 0.5 0 0
变化浓度为(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.3
起始浓度为(mol/L) 0.1 0.4 0.10 0.3
此温度下反应的平衡常数K===0.0675;
③反应在7~10min之间,CO的物质的量减少,加入氢气能让平衡逆向移动,减少一氧化碳的浓度,故答案为d;
④a.随反应的进行,单位时间内生成3n mol H2的同时生成n mol
CO,均为正反应速率,故a错误;b.反应前后气体总的物质的量随反应的进行,在不断变化,当平衡时,总物质的量不变,此时容器内压强不再变化,则为平衡状态,故b正确;c.混合气体的质量和气体总体积始终不变,则密度始终不变,无法判断是否为平衡状态,故c错误;d.混合气体的总质量始终不变,但气体总物质的量是不定值,则当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,此时反应为平衡状态,故d正确;e.CH4的质量分数不再变化,说明反应处于相对静止状态,为平衡状态,故e正确;答案为bde;
⑤已知:Ⅰ.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),令平衡常数为K1,
Ⅱ.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g),令平衡常数为K2,
则Ⅱ-Ⅰ可得:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),故该反应平衡常数K=,故lgK=lgK2-lgK1=-0.03-(-0.39)=0.36;
(3)①由表格数据可知当压强从2×105Pa增大为5×105Pa时,压强增大2.5倍,体积变为倍,浓度由0.08增大为0.20mol•L-1,也增大2.5倍,所以增大压强平衡不移动;
②由表格数据可知当压强从5×105Pa增大为1×106Pa时,压强增大2倍,体积变为倍,浓度应该由0.20增大为0.40mol•L-1,但是实际上A的浓度为0.44,说明平衡逆移,则反应前气体的物质的量小于反应后气体的物质的量,则反应物B不在是气态,所以此反应的平衡常数表达式为K=。
点睛:化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志:正反应速率=逆反应速率,注意反应速率的方向必须有正向和逆向;同时要注意物质之间的比例关系,必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志:①各物质的浓度不变;②各物质的百分含量不变;③对于气体体积前后改变的反应,压强不变是平衡的标志。④对于气体体积前后不改变的反应,压强不能做标志;⑤对于恒温恒压条件下的反应,气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志;⑥对于恒温恒容下的反应,有非气体物质的反应,密度不变是平衡标志。